| 研究課題/領域番号 |
16K14374
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| 研究機関 | 鹿児島大学 |
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研究代表者 |
小山 佳一 鹿児島大学, 理工学域理学系, 教授 (70302205)
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| 研究分担者 |
三井 好古 鹿児島大学, 理工学域理学系, 准教授 (90649782)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 金属物性 / 磁性 / 複合材料 / 物性実験 |
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| 研究実績の概要 |
Fe-Ga系ではGa の融点が低く、低い温度でも拡散しやすいと考えられる。本研究では、その過程に対する強磁場効果を解明するために、ゼロ磁場と10T中におけるFeと液体Gaの反応について、Fe中にGaが侵入し相生成する過程を評価した。本研究は、研究代表者が研究全般に責任を持って遂行するとともに、教育的効果を考慮し研究代表者の指導のもと、大学院生1名と学部学生1名で下記の実験、研究を行った。
アーク溶解し成型したFeを温度773Kで熱処理した後、表面を研磨した。Feの研磨面の上にGaを乗せ、石英管にアルゴンガスで封入した。その後、試料を温度973K -時間24h、1023K - 24h及び1073K -24hの条件で、ゼロ磁場及び10T中でそれぞれ熱処理した。磁場中の実験は東北大学金属材料研究所附属強磁場超伝導材料研究センターの10T-無冷媒超伝導マグネットと磁場中熱処理炉を全国共同利用で行った。熱処理した試料を磁場方向と平行に切断し、X線回折測定や電子線プローブマイクロアナライザー（EPMA）分析等によって切断面の合成した相の評価を行った。各温度において、ゼロ磁場中平衡状態図上に存在するFe2.8Ga1.2、Fe6Ga5、Fe3Ga4、FeGa3を確認した。また、ゼロ磁場中と10T中での合成された相の状況をを比較すると、温度1023Kと1073Kでは、10Tの磁場印加により、上述の化合物相の存在比減少すること見出した。これは磁場がGaのFe中侵入を抑制していることを示唆している。一方、温度973Kでは明確なGaのFe中侵入の磁場効果は観測されなかった。現在のところこれらの原因は不明で、H30年度にそのモデルを提案したい。また、H29年度からMn系物質についても研究を開始した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
H29年度は、Fe-Ga系に対する磁場効果について、研究開始前の予想とは異なり、温度973Kと1023K及び1073Kとで異なる結果を得た。H29年度後半からこの起源解明が重要と考え、追加実験を開始した。予定通りMn系の実験にも着手した。
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| 今後の研究の推進方策 |
Fe-Ga系については、900-1073Kの温度範囲で、磁場を5T、10T、15Tと変えて実験し、Fe中のGa化合物相の状況を評価、Fe中Ga拡散の磁場効果についてモデルを提案する予定である。Mn系については磁場中実験を中心に研究を進める。すでにゼロ磁場中の評価はほぼ終わり、磁場中の実験の準備に着手しており、今年度中に本研究目標を達成する予定である。
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